冻结中砂岩力学性质分析：基于损伤统计本构模型

"本文主要探讨了人工冻结中砂岩在力学性质上的变化，特别是尺寸效应的影响。基于最弱链模型和Weibull分布假设，结合损伤理论，建立了一个单轴压缩下冻结中砂岩的损伤统计本构模型。通过WDT-100冻土试验机对不同体积的中砂岩样本进行实验，分析了冻结状态下的力学参数与体积之间的关系，得出了考虑体积因素的模型参数。模型的合理性通过与其他体积冻结中砂岩试验结果的对比得到验证。此外，文章还涉及了回采巷道的支护参数优化问题，通过理论计算和数值模拟，提出在保证巷道稳定性的同时，适当调整锚杆直径和锚索数量，可降低成本并优化支护效果。" 在"人工冻结中砂岩尺寸特性力学性质的分析"这一主题中，研究者关注的是冻结过程如何影响中砂岩的力学性能。他们运用了最弱链模型和Weibull分布，这是两种常见的材料破坏理论，以理解材料在冷冻状态下的破坏机制。最弱链模型认为材料的破坏往往源于内部结构中最薄弱的部分，而Weibull分布则是一种常用于描述材料寿命或强度分布的概率模型。结合损伤理论，研究者构建了一个能够反映冻结中砂岩在单轴压缩下损伤演化的统计本构模型。 通过WDT-100冻土试验机，研究人员进行了实际的物理实验，用不同体积的中砂岩样本测试模型的适用性。实验结果显示，冻结中砂岩的力学参数与其体积之间存在特定关系，这些关系被纳入到模型参数中，使得模型能更准确地描述实际的力学行为。最终，通过比较不同体积样本的实验数据和模型预测，证明了建立的模型具有较好的预测能力。 另一方面，文章也提及了回采巷道的支护问题。在煤炭开采中，巷道的稳定性至关重要。传统的支护参数可能过于保守，导致了资源的浪费。通过理论计算和数值模拟，研究者发现适当地降低锚杆直径和减少锚索数量，可以在保证巷道稳定性的前提下，优化支护参数，从而减少支护成本。这一结论在实际应用中得到了验证，表明优化的支护方案既能保持巷道的安全，又能节约资源。 总结来说，本文不仅深入探讨了冻结条件下中砂岩的力学特性，还提出了优化回采巷道支护参数的方法，为煤炭开采中的安全与经济性提供了科学依据。这对于我们理解和改善地下工程的支护设计，尤其是在复杂地质条件下的工程实践，具有重要的理论和实践意义。